打线接合装置的制作方法

[0001]
本发明涉及一种打线接合装置的构造。


背景技术：

[0002]
通过打线将半导体裸片(die)的电极与引线框架(lead frame)的引线之间加以连接的打线接合装置被广泛使用。打线接合装置是在通过焊针(capillary)将打线压在电极上的状态下，使焊针超声波振动，而将打线与电极加以接合后，将打线架设于引线，在将经架设的打线压在引线上的状态下，使焊针超声波振动，而将打线与引线加以连接的装置(例如参照专利文献1)。
[0003]
在专利文献1中记载的打线接合装置中，焊针的超声波振动的方向是超声波焊头的延伸方向(y方向)。另一方面，引线呈放射状地配置于半导体裸片的周围，因此有时引线的延伸方向与焊针的超声波振动的方向不一致。在此情况下，架设于电极与引线之间的打线因将打线连接于引线时的超声波振动而产生共振，从而存在半导体裸片的电极与打线的接合部剥落的问题。因此，在专利文献1中，提出了如下的方法：通过使半导体裸片的载置台旋转，或利用两个超声波焊头使一个焊针在xy方向上振动，使从电极朝向引线的打线的延伸方向与超声波振动的方向一致。
[0004]
另外，近年来，提出了一种进行xy混合加振的接合装置，所述xy混合加振使焊针的超声波振动的方向不仅在y方向上而且在与y方向正交的x方向上也同时振动(例如参照专利文献2、专利文献3)。
[0005]
现有技术文献
[0006]
专利文献
[0007]
专利文献1：日本专利特开2008-60210号公报
[0008]
专利文献2：国际申请公开2017/094558号手册
[0009]
专利文献3：日本专利第6180736号公报


技术实现要素：

[0010]
发明所要解决的问题
[0011]
此外，近年来，由于集成电路(integrated circuit，ic)小型化的要求，引线的宽度有变窄的倾向。在此种宽度窄的引线中，当引线的延伸方向与焊针超声波振动的方向不同时，引线会因由超声波振动施加至引线的宽度方向上的力而变形，从而有时打线与引线的接合品质会下降。在此情况下，在如专利文献1所记载那样的使半导体裸片的载置台旋转，或利用两个超声波焊头使一个焊针在xy方向上振动的方法中，存在结构变得复杂，同时接合的节拍时间(takt time)变长的问题。另外，在专利文献2、专利文献3所记载的接合装置中，虽然进行了xy混合加振，但没有对引线的延伸方向与超声波振动的方向的关系进行研究，从而存在由超声波加振而产生引线的变形，而导致接合品质下降的问题。
[0012]
因此，本发明的目的在于通过简单的结构来抑制打线与电极的接合品质的下降。
[0013]
解决问题的技术手段
[0014]
本发明的打线接合装置的特征在于包括：超声波焊头，输入有两个超声波振动且能够以不同的频率在y方向及与y方向正交的x方向上对安装于前端的接合工具进行加振；以及控制部，调整两个超声波振动的各振动的大小，y方向是超声波焊头的延伸方向，控制部通过调整两个超声波振动的各振动的大小来调整接合工具的y方向与x方向上的振幅的比率。
[0015]
由此，能够以简单的结构减小施加至电极的宽度方向上的振动能量，而抑制打线与电极的接合品质的下降。
[0016]
在本发明的打线接合装置中，也可设为接合工具将打线连接于相对于y方向倾斜地配置的带状的电极，且包括对电极的图像进行拍摄的摄像装置，控制部对由摄像装置拍摄的电极的图像进行处理并计算电极的延伸方向相对于y方向的角度，且根据所计算出的角度来调整两个超声波振动的各振动的大小。另外，也可设为控制部调整各振动的大小，以使所计算出的角度越大，接合工具的y方向上的振幅相对于x方向上的振幅的比率越小。
[0017]
由此，电极的延伸方向相对于y方向的角度越大，越能够减小接合工具的前端施加至电极的y方向上的振动能量，而能够抑制打线与电极的接合品质的下降。
[0018]
在本发明的打线接合装置中，也可设为控制部调整各振动的大小，以使接合工具的y方向与x方向上的振幅的比率成为电极的延伸方向的y方向与x方向的比率。
[0019]
由此，接合工具的前端的振动范围的对角线的延伸方向成为电极的延伸方向，能够将输入至电极的超声波振动的能量的方向设为电极的延伸方向，从而能够抑制电极的变形而抑制接合品质的下降。
[0020]
在本发明的打线接合装置中，也可设为控制部对由摄像装置所拍摄的电极的图像进行处理并计算电极的与延伸方向成直角的方向上的电极的宽度，且调整两个超声波振动的各振动的大小，以使接合工具的电极的与延伸方向成直角的方向上的振幅不超过所计算的电极的宽度。
[0021]
由此，能够进一步减少施加至电极的宽度方向上的力，而抑制电极的变形，从而能够以简单的结构抑制打线与电极的接合品质的下降。
[0022]
在本发明的打线接合装置中，也可设为超声波焊头包括：振动放大部，连接有能够以两个不同的频率在y方向上振动的超声波振动器，将从超声波振动器输入的y方向上的超声波振动放大并传递至前端；以及振动转换部，将y方向上的超声波振动转换为超声波焊头的扭转振动。控制部调整超声波振动器的各振动的大小。另外，也可设为振动放大部在俯视下为多边形形状，振动转换部是相对于y方向倾斜地配置的狭缝。进而，在本发明的打线接合装置中，也可设为超声波焊头连接有第一超声波振动器及第二超声波振动器，第一超声波振动器使超声波焊头在y方向上振动，第二超声波振动器使超声波焊头扭转振动，控制部调整第一超声波振动器的振动的大小及第二超声波振动器的振动的大小。
[0023]
能够以简单的结构使接合工具的前端能够在xy方向上振动。
[0024]
发明的效果
[0025]
本发明可以通过简单的结构来抑制打线与电极的接合品质的下降。
附图说明
[0026]
图1是表示实施方式的打线接合装置的结构的系统图。
[0027]
图2是表示图1所示的打线接合装置的超声波焊头、安装有半导体裸片的引线框架、和将半导体裸片的电极与引线框架的引线加以连接的打线的位置关系的平面图。
[0028]
图3a是表示由图1所示的打线接合装置进行的接合动作的说明图。
[0029]
图3b是表示由图1所示的打线接合装置进行的接合动作的说明图。
[0030]
图3c是表示由图1所示的打线接合装置进行的接合动作的说明图。
[0031]
图3d是表示由图1所示的打线接合装置进行的接合动作的说明图。
[0032]
图4是表示超声波振动器的振动频率及振动的大小的曲线图。
[0033]
图5a是表示焊针前端的振动轨迹的图。
[0034]
图5b是表示焊针前端的振动范围的图。
[0035]
图6是表示使超声波振动器的x方向及y方向上的振动的大小变化时的焊针前端的振动轨迹及振动范围的变化的图。
[0036]
图7是图1所示的打线接合装置的控制部的功能方块图。
[0037]
图8是表示实施方式的打线接合装置的动作的流程图。
[0038]
图9是表示由摄像装置所拍摄的引线的图像的图。
[0039]
图10是表示引线的延伸方向与焊针前端的x方向上的振幅δx及y方向上的振幅δy的关系的曲线图。
[0040]
图11是表示当通过实施方式的接合装置将打线接合在引线时的焊针前端的振动范围的平面图。
[0041]
图12是表示另一实施方式的接合装置的超声波焊头的结构的立体图。
[0042]
图13是另一实施方式的接合装置的超声波焊头的平面图。
[0043]
图14是表示图13所示的接合装置的超声波振动器的结构及驱动系统的图。
具体实施方式
[0044]
<打线接合装置的结构>
[0045]
以下，一边参照附图一边对实施方式的打线接合装置100进行说明。如图1所示，本实施方式的打线接合装置100包括：框架10；xy工作台11，安装于框架10上；接合头12，安装于xy工作台11上；接合臂13，安装于接合头12；超声波焊头14，安装于接合臂13的前端；超声波振动器16，使超声波焊头14超声波振动；焊针15，为安装于超声波焊头14的前端的接合工具；加热块17，对安装有半导体裸片19的引线框架20进行加热吸附；以及控制部50。再者，在图1中，xy方向表示水平方向，z方向表示上下方向。
[0046]
接合头12通过xy工作台11在xy方向上移动。在接合头12的内部设置有在上下方向(z方向)上驱动接合臂13的z方向马达30。另外，在接合头12的上部安装有拍摄引线框架20的图像的摄像装置即照相机37及供给打线38的线轴(spool)39。
[0047]
z方向马达30包括：定子31，固定于接合头12；以及转子32，围绕旋转轴33旋转。转子32与接合臂13的后部成为一体，当转子32旋转移动时，接合臂13的前端在上下方向上移动。当转子32旋转移动时，焊针15的前端在大致垂直于作为半导体裸片19的第一电极的电极19a(图2所示)的上表面的方向上下移动。超声波焊头14的凸缘14a通过螺栓固定于接合
臂13的前端。另外，在接合臂13的前端部分的下侧的面设置有容纳超声波振动器16的凹部13a。
[0048]
在超声波焊头14的前端安装有焊针15。焊针15是在中心设置有用于使打线38穿过的孔的圆筒形，且随着朝向前端外径变小。加热块17安装于框架10上。在加热块17安装有对加热块17进行加热的加热器18，在加热块17的上表面吸附固定引线框架20。
[0049]
经由马达驱动器34从电源35对z方向马达30的定子31供给驱动电力。另外，经由超声波振动器驱动器42从电源41对超声波振动器16供给驱动电力。
[0050]
控制部50是包括如下构件的计算机：中央处理器(central processing unit，cpu)52，在内部进行运算处理；存储器53，存储控制程序、数据等；以及设备界面51，进行与设备的输入输出。cpu 52、存储器53及设备界面51通过数据总线54连接。
[0051]
超声波振动器16、z方向马达30分别经由超声波振动器驱动器42、马达驱动器34连接于控制部50，超声波振动器16、z方向马达30根据控制部50的指令而运作。另外，照相机37也连接于控制部50，照相机37所拍摄的图像被输入至控制部50。
[0052]
如图2所示，引线框架20包括：岛状物21，设置于中央且安装有半导体裸片19；以及带状的第二电极即引线22，呈放射状地配置于岛状物21的周围。当将半导体裸片19安装于岛状物21上时，引线22成为呈放射状地配置于半导体裸片19的周围的状态。
[0053]
在图2中y方向是超声波焊头14的延伸方向，x方向表示与y方向正交的方向。另外，点划线表示引线22的延伸方向25。如图2所示，引线22的延伸方向相对于y方向倾斜。另外，如图2所示，超声波振动器16组装入超声波焊头14。
[0054]
<基本的打线接合动作>
[0055]
以下，一边参照图3a～图3d一边简单说明通过图1所示的打线接合装置100利用打线38将半导体裸片19的电极19a与引线框架20的引线22的第二接合点24之间加以连接的打线接合的步骤。
[0056]
如图3a所示，将贯穿焊针15的打线38的前端形成为球状的自由空气球(free air ball)38a。在焊炬电极40与从焊针15的前端延伸出的打线38的前端之间产生火花，并通过其热形成自由空气球38a。另外，安装有半导体裸片19的引线框架20被吸附固定于加热块17，同时通过加热器18被加热至规定温度。
[0057]
接着，如图3b所示，驱动z方向马达30使接合臂13旋转，而使焊针15的前端朝向半导体裸片19的电极19a下降。然后，在将自由空气球38a按压至半导体裸片19的电极19a上的同时，对超声波振动器16供给交替方向上的电力，且使超声波焊头14产生共振，而使安装于前端的焊针15超声波振动。通过焊针15将自由空气球38a向电极19a的按压及超声波振动，自由空气球38a与半导体裸片19的电极19a接合。
[0058]
如图3c所示，当将自由空气球38a接合于半导体裸片19的电极19a上时，陆续送出打线38同时使打线38拱丝(looping)而使焊针15在引线框架20的引线22上移动。然后，如图3d所示，使焊针15下降，而将打线38按压至引线22的第二接合点24。另外，同时向超声波振动器16供给交替方向的电力，而使焊针15超声波振动。如此，通过按压载荷及超声波振动将打线38接合于引线22的第二接合点24。
[0059]
当向第二接合点24的接合完成时，打线38在第二接合点24的上表面被切断。将半导体裸片19的电极19a与引线22的第二接合点24之间加以连接的打线38成为图2所示的连
接打线23。当半导体裸片19的所有电极19a与所有引线22的第二接合点24通过连接打线23连接时，向半导体裸片19的接合动作完成。
[0060]
<超声波振动器及超声波焊头的超声波振动>
[0061]
接着，一边参照图2、图4一边对超声波振动器16及超声波焊头14的超声波振动进行详细说明。
[0062]
图2所示的超声波振动器16能够如图4所示那样以f1、f2这两个不同的频率振动。当超声波振动器16以频率f1振动时，图2所示的超声波焊头14以在轴方向即y方向上伸缩的方式共振，前端的焊针15的前端在y方向上振动。另外，当超声波振动器16以频率f2振动时，超声波焊头14围绕y轴扭转共振。由此，焊针15的前端在x方向上振动。如此，超声波焊头14能够从超声波振动器16输入频率f1、频率f2这两个超声波振动，而在xy方向上对焊针15的前端进行加振。
[0063]
当将频率f1、频率f2设为接近例如150khz、180khz那样的频率时，焊针15的前端的振动轨迹61成为如图5a、图6的实线所示的李沙育(lissajous)波形。另外，在x方向上的振幅δx1与y方向上的振幅δy1相同的情况下，如图5b、图6中以实线所示，前端的振动范围62成为大致正方形。在此情况下，相对于y方向的振动范围62的对角线形成的角度θ1成为45度。
[0064]
在图1所示的超声波振动器驱动器42设置有将超声波振动器16的振动频率锁定为频率f1的第一相位同步电路(以下称为pll1)及将超声波振动器16的振动频率锁定为频率f2的第二相位同步电路(以下称为pll2)。图4所示的频率f1(y方向振动)的振动的大小及频率f2(x方向振动)的振动的大小可以通过变更pll1、pll2的各增益来调整。
[0065]
例如，当增大pll1的增益且减小pll2的增益时，如图4中以实线所示，频率f1的振动的大小变大，频率f2的振动的大小变小。在此情况下，如图6中以虚线所示，焊针15的前端的y方向上的振幅δy2变大，x方向上的振幅δx2变小，前端的振动轨迹63、振动范围64成为在y方向上长的长方形。在此情况下，相对于y方向的振动范围62的对角线形成的角度θ2小于45度。
[0066]
相反，当减小pll1的增益且增大pll2的增益时，如图4的点划线所示，频率f1的振动的大小变小，频率f2的振动的大小变大。在此情况下，如图6中以点划线所示，焊针15的前端的y方向上的振幅δy3变小，x方向上的振幅δx3变大，前端的振动轨迹65、振动范围66成为在x方向上长的长方形。在此情况下，相对于y方向的振动范围66的对角线形成的角度θ3大于45度。
[0067]
因此，通过调整超声波振动器驱动器42的pll1、pll2的增益，可以调整焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(振幅δy相对于振幅δx的比率＝δy/δx)。
[0068]
<控制部的功能块>
[0069]
如图7所示，控制部50包括如下三个功能块：图像获取部55；图像处理部56，对图像获取部55所获取的图像进行处理并计算引线22的延伸方向25；以及振幅调整部57，调整超声波振动器16的振动的大小而调整焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率δy/δx。这些各功能块通过执行存储器53所存储的程序来实现。
[0070]
<打线接合装置的动作>
[0071]
接着，一边参照图8至图11一边对本实施方式的打线接合装置100的动作进行说明。
[0072]
<引线的延伸方向及宽度的计算>
[0073]
如图8的步骤s101所示，图像获取部55通过图1所示的照相机37获取图2所示的引线框架20的图像。图9是表示照相机37的视场37a中的引线22的图像的图。再者，当通过照相机37拍摄引线框架20时，在视场37a中包含多根引线22的图像，但在图9中，仅提取并记载一根引线22的图像，而省略了其他引线22的图像的图示。图像获取部55将所拍摄的图像输出至图像处理部56。
[0074]
如图8的步骤s102所示，图像处理部56对从图像获取部55输入的图像进行处理，并如下所说明那样计算引线22的延伸方向25。
[0075]
如图9所示，图像处理部56设定跨越引线22那样的两个检测范围26a、26b。如图9所示，两个检测范围26a、26b设定为在引线22的长度方向上隔开而存在。
[0076]
接着，图像处理部56检测所设定的检测范围26a、检测范围26b中的亮度变化点。通常，引线22的部分由于引线22的表面是平面，光被反射而亮度高。引线22之间的部分成为空间，因此进入所述部分的光由于被位于较引线22更下方的面，例如加热块17的表面等反射，而亮度变低。因此，在引线22的边缘部分中，亮度从亮度低的状态起至亮度高的状态之间变化。因此，图像处理部56提取位于图9所示的检测范围26a中的引线22的宽度方向上的两个边缘27a、28a以及位于检测范围26b中的引线22的宽度方向上的两个边缘27b、28b这四个点来作为亮度变化点。
[0077]
然后，图像处理部56使用检测范围26a中的边缘27a及与检测范围26a隔开的检测范围26b中的边缘27b来计算引线22的延伸方向25与y方向的角度θ。同样地，图像处理部56使用边缘28a及边缘28b来计算引线22的延伸方向25与y方向的角度θ。然后，图像处理部56将计算出的两个角度θ的平均值作为引线22的延伸方向25与y方向的角度θ而输出至振幅调整部57。此处，角度θ是引线22的延伸方向25相对于图9的y方向的角度，且成为0
°
～
±
90
°
的范围。
[0078]
另外，图像处理部56根据检测范围26a中的边缘27a、边缘28a及检测范围26b中的边缘27b、边缘28b分别计算与引线22的延伸方向成直角的方向上的引线22的宽度，并将其平均值作为引线22的第二接合点24附近的引线22的宽度w而输出至振幅调整部57。
[0079]
<pll1、pll2的增益的设定>
[0080]
图8的步骤s103，如图10所示，振幅调整部57计算焊针15的前端的x方向上的振动的振幅δx与y方向上的振幅δy的比率δy/δx成为从图像处理部56输入的引线22的延伸方向25与y方向的角度θ的绝对值的tan，即tan(|θ|)那样的超声波振动器驱动器42的pll1、pll2的增益的比率。此时，也可将规定了振幅δy与pll1的关系及振幅δx与pll2的关系的映射等存储于存储器53，且参照所述映射来计算pll1、pll2的比率。
[0081]
当如此那样设定pll1、pll2的增益的比率时，如图10所示，焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(δy/δx)成为引线22的延伸方向25的y方向与x方向的比率。而且，焊针15的前端的振动范围60成为长方形，且振动范围60的对角线的延伸方向成为引线22的延伸方向。另外，引线22的延伸方向25与y方向的角度θ越大，y方向上的振幅δy越小，与x方向上的振幅δx越大。即，角度θ越大，振幅δy相对于振幅δx的比率＝
δy/δx越小。
[0082]
另外，振幅调整部57基于检测出的引线22的宽度w及引线22的延伸方向25与y方向的角度θ，计算图10所示的振动范围60不超过引线22的宽度w的振幅δx或者振幅δy，根据这些振幅及以前计算出的pll1、pll2的增益的比率，计算pll1、pll2的增益，并将其存储于存储器53。
[0083]
在图像获取部55获取的图像中包含多个引线22的情况下，图像处理部56、以及振幅调整部57针对各引线22计算pll1、pll2的增益，并将其存储于存储器53。然后，对于图像中所有的引线22将pll1、pll2的增益存储于存储器53后，对图像获取部55所拍摄的下一图像进行同样的处理，对于图2所示的引线框架20的所有引线22，将pll1、pll2的增益存储于存储器53。如此，图像获取部55、图像处理部56、以及振幅调整部57重复执行图8所示的步骤s101至步骤s104，直至对于所有的引线22将pll1、pll2的增益存储于存储器53为止。然后，对于所有的引线22将pll1、pll2的增益存储于存储器53后，在步骤s104中判断为是(yes)，而进入图8的步骤s105，从而开始向引线框架20的接合动作。
[0084]
<接合动作>
[0085]
接合动作是与以前参照图3a～图3d来说明的动作相同的动作，但控制部50在进行图3c所示的引线22向第二接合点24的接合时，读出存储器53所存储的对于各引线22的pll1、pll2的增益，而使超声波振动器16运作。
[0086]
如以前所说明那样，设定存储器53所存储的对于各引线22的pll1、pll2的增益，以使焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(δy/δx)成为引线22的延伸方向25的y方向与x方向的比率。因此，当使用从存储器53读出的pll1、pll2的增益而使超声波振动器16运作时，如图11所示，焊针15的前端的振动范围60的对角线的延伸方向成为引线22的延伸方向25。
[0087]
控制部50继续进行接合动作，直至图8的步骤s106中，向所有的引线22的接合完成为止，且当向所有的引线22的接合完成后，程序的执行完成。
[0088]
本实施方式的打线接合装置100中，将对于各引线22的pll1、pll2的增益设定为焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(δy/δx)成为引线22的延伸方向25的y方向与x方向的比率。由此，焊针15的前端的振动范围60的对角线的延伸方向成为引线22的延伸方向25。因此，可以将输入至引线22的超声波振动的能量方向设为引线22的延伸方向，从而可以抑制由超声波振动引起的引线22的变形而抑制接合品质的下降。
[0089]
另外，本实施方式的打线接合装置100中，引线22的延伸方向25与y方向的角度θ越大，y方向上的振幅δy就越小，与x方向上的振幅δx就越大。因此，角度θ越大，焊针15的前端施加至引线22的y方向上的振动能量就越小。而且，当角度θ成为90
°
时，y方向上的振幅δy成为零，可以将施加至引线22的宽度方向上的振动能量设为零。由此，当将打线38与引线22接合时，可以减少施加至引线22的宽度方向上的能量，而抑制引线22的变形，并进一步抑制打线38与引线22的接合品质的下降。
[0090]
另外，本实施方式的打线接合装置100中，将对于各引线22的pll1、pll2的增益设定为引线22的宽度方向的振幅不超过引线22的宽度。由此，可以抑制在接合时焊针15的前端从引线22脱离而使引线22变形的情况。由此，可以进一步抑制打线38与引线22的接合品质的下降。
[0091]
在以上说明的实施方式中，对利用打线38将半导体裸片19的电极19a与引线框架20的引线22加以连接进行了说明，但不限于此，也可以适用于将半导体裸片19的电极19a与呈放射状地配置于半导体裸片19周围的基板的带状的电极19a加以连接的情况。进而也可以适用于将并非基板而是层叠了半导体裸片19的层叠半导体各层的电极与其他层的电极加以连接时。另外，作为接合工具以焊针15为例进行了说明，但不限于焊针15，例如，也可以适用于使用楔形(wedge)工具等的打线接合。
[0092]
另外，在以上说明的实施方式中，说明了设定针对各引线22的pll1、pll2的增益，以使焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(δy/δx)成为引线22的延伸方向25的y方向与x方向的比率的情况，但不限于此，也可设为引线22的延伸方向25与y方向的角度θ越大，振幅δy相对于振幅δx的比率＝δy/δx越小。在此情况下，也可以将规定了相对于角度θ的δy/δx的映射存储于存储器53，并参照所述映射来设定对于各引线22的pll1、pll2的增益。
[0093]
另外，在实施方式中，说明了基于检测出的引线22的宽度w及引线22的延伸方向25与y方向的角度θ来计算pll1、pll2的增益，以使振动范围60不超过引线22的宽度w的情况，但不限于此。例如，在预先知道引线22的宽度w的情况下，可使用已知的宽度w通过角度θ来计算pll1、pll2，也可设为根据宽度w来设定pll1、pll2的最大值，且将pll1、pll2设定为不超过所述最大值。
[0094]
接着，一边参照图12一边对另一实施方式的打线接合装置200进行说明。打线接合装置200中，仅超声波焊头71的结构与以前说明的打线接合装置100的超声波焊头14不同，而其他部分与打线接合装置100相同，因此省略图示及说明。
[0095]
如图12所示，本实施方式的打线接合装置200的超声波焊头71具有：振动放大部74，连接有能够以两个不同的频率f1、f2在y方向上振动的超声波振动器16，将从超声波振动器16输入的y方向上的超声波振动放大并传递至前端；以及振动转换部75，将y方向上的超声波振动转换为超声波焊头71的扭转振动。振动放大部74在俯视下为四边形形状，且振动转换部75包括相对于y方向倾斜地配置的上侧狭缝75a、下侧狭缝75b。再者，若振动放大部74在俯视下为多边形形状，则不限于四边形形状，也可以为六边形或八变形。
[0096]
如图12所示，振动放大部4呈在俯视时具有等腰梯形形状的上表面74a及底面74b的剖面实心的四棱柱形状。在上表面74a及底面74b形成有构成振动转换部75的两根上侧狭缝75a及两根下侧狭缝75b。另外，振动放大部74具有作为未形成振动转换部75的面的侧面74c、侧面74d、后端面74e、前端面74f。在后端面74e安装有超声波振动器16。振动放大部74成为沿着y方向朝向前端面74f前端变细的锥形形状，且构成为使从超声波振动器16传递的y方向上的振幅放大。
[0097]
在作为振动放大部74的y方向振动的节的位置设置有上侧狭缝75a、下侧狭缝75b。各狭缝75a、狭缝75b的深度及宽度相同，不贯穿振动放大部4，且其最大深度未满振动放大部4的上下方向上的厚度的1/2。
[0098]
当从超声波振动器16将两个频率f1、f2的超声波振动输入至超声波焊头71时，y方向的振动在振动放大部4中放大。而且，当y方向上的振动穿过振动转换部75时，y方向上的振动的一部分被转换为围绕y方向上的轴的扭转振动。
[0099]
此处，通过振动转换部75的结构，可以调整将频率f1、频率f2中的一者的y方向振
动转换为扭转振动的比例。例如，在增大将频率f2的y方向振动转换为扭转振动的比例，且减小将频率f1的y方向振动转换为扭转振动的比例的情况下，与以前说明的实施方式同样地，可以通过调整pll1的增益及pll2的增益来调整焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率δy/δx。
[0100]
因此，本实施方式的打线接合装置200与以前说明的打线接合装置100同样地，通过设定对于各引线22的pll1、pll2的增益，以使焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率(δy/δx)成为引线22的延伸方向25的y方向与x方向的比率，可以将焊针15的前端的振动范围60的对角线的延伸方向设为引线22的延伸方向25。另外，引线22的延伸方向25与y方向的角度θ越大，越可以减小y方向上的振幅δy，越增大与x方向上的振幅δx。由此，可以抑制由超声波振动引起的引线22的变形，而抑制接合品质的降低。
[0101]
接着，一边参照图13、图14一边对另一实施方式的打线接合装置300进行说明。本实施方式的打线接合装置300构成为将以前说明的打线接合装置100的超声波振动器16设为包含分别以不同的振动数f1、f2振动的超声波振动部86a、超声波振动部86b的超声波振动器86，且超声波振动器驱动器89分别向各超声波振动部86a、超声波振动部86b供给驱动电力。除此以外的部分与以前说明的打线接合装置100相同。
[0102]
如图13所示，超声波振动器86包含左右两个超声波振动部86a、86b。如图14所示，层叠多个通过设置于表面的槽82而左右绝缘的多个压电元件81而构成超声波振动器86。槽82的一侧及另一侧分别构成超声波振动部86a、超声波振动部86b。从超声波振动器驱动器89向超声波振动部86a供给频率f1的电力，向超声波振动部86b供给频率f2的电力。
[0103]
与以前说明的打线接合装置100同样地，当超声波振动部86a以频率f1振动时，超声波焊头14以在y方向上伸缩的方式共振，前端的焊针15的前端在y方向上振动，当超声波振动部86b以频率f2振动时，超声波焊头14绕y轴扭转共振，焊针15的前端在x方向上振动。因此，超声波振动部86a构成第一超声波振动器，超声波振动部86b构成第二超声波振动器。
[0104]
由于如此那样构成超声波振动器86，因此通过调整从超声波振动器驱动器89输出至超声波振动部86a的频率f1的电力的大小及输出至超声波振动部86b的频率f2的电力的大小，可以调整焊针15的前端的y方向上的振幅δy与x方向上的振幅δx的比率δy/δx。
[0105]
本实施方式的打线接合装置300取得与以前说明的打线接合装置100相同的作用、效果。再者，在本实施方式中，对层叠多个通过设置于表面的槽82而左右绝缘的多个压电元件81而构成超声波振动器86的情况进行了说明，但不限于此，也可层叠两个分体的压电元件且通过两个独立的第一超声波振动器、第二超声波振动器来构成超声波振动器86。
[0106]
如以上所说明那样，各打线接合装置100、打线接合装置200、打线接合装置300可以通过简单的结构来抑制打线38与电极的接合品质的下降。
[0107]
符号的说明
[0108]
10：框架
[0109]
11：工作台
[0110]
12：接合头
[0111]
13：接合臂
[0112]
13a：凹部
[0113]
14：超声波焊头
[0114]
14a：凸缘
[0115]
15：焊针
[0116]
16、86：超声波振动器
[0117]
17：加热块
[0118]
18：加热器
[0119]
19：半导体裸片
[0120]
19a：电极
[0121]
20：引线框架
[0122]
21：岛状物
[0123]
22：引线
[0124]
23：连接打线
[0125]
24：接合点
[0126]
25：引线22的延伸方向(点划线)
[0127]
26a、26b：检测范围
[0128]
27a、28a、27b、28b：边缘
[0129]
30：z方向马达
[0130]
31：定子
[0131]
32：转子
[0132]
33：旋转轴
[0133]
34：马达驱动器
[0134]
35：电源
[0135]
37：照相机
[0136]
37a：视场
[0137]
38：打线
[0138]
38a：自由空气球
[0139]
39：线轴
[0140]
40：焊炬电极
[0141]
41：电源
[0142]
42、89：超声波振动器驱动器
[0143]
50：控制部
[0144]
51：设备界面
[0145]
52：cpu
[0146]
53：存储器
[0147]
54：数据总线
[0148]
55：图像获取部
[0149]
56：图像处理部
[0150]
57：振幅调整部
[0151]
60、62、64：振动范围
[0152]
61、63、65：振动轨迹
[0153]
71：超声波焊头
[0154]
74：振动放大部
[0155]
74a：上表面
[0156]
74b：底面
[0157]
74c：侧面
[0158]
74e：后端面
[0159]
74f：前端面
[0160]
75：振动转换部
[0161]
75a：上侧狭缝
[0162]
81：压电元件
[0163]
82：槽
[0164]
86a、86b：超声波振动部
[0165]
100、200、300：打线接合装置